2023-2024学年四川省泸州市龙马潭区高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年四川省泸州市龙马潭区高二（下）期末物理试卷，共15页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．当分子间的距离r＜r0时，分子间的作用力表现为引力
C．扩散现象可以作为物质分子永不停息地做无规则运动的证据
D．甲比乙温度高，则甲的所有分子都会比乙的所有分子速率大
2．（4分）卢瑟福通过对α粒子散射实验的结果分析，提出的理论是（ ）
A．原子的核式结构模型
B．电子是原子的组成部分
C．原子核由质子和中子组成
D．电子在不同的轨道运动时，原子具有不同的能量
3．（4分）下表给出了四种放射性同位素的辐射线和半衰期。
在医疗技术中，常用放射线治疗肿瘤，其放射线必须满足：①具有较强的穿透能力，以辐射到体内的肿瘤处；②在较长时间内具有相对稳定的辐射强度。为此所选择的放射源应为（ ）
A．钋210B．锝99C．钴60D．锶90
4．（4分）如图所示，单摆在竖直平面内的A、C之间做简谐运动，O点为单摆的固定悬点，B点为运动中的最低位置，则下列说法正确的是（ ）
A．摆球在B点时，动能最大，回复力最大
B．摆球由A点向B点摆动过程中，细线拉力增大，回复力增大
C．摆球在A点和C点时，速度为零，细线拉力最小，但回复力最大
D．摆球在B点时，重力势能最小，机械能最小
5．（4分）战绳训练需要训练者上下交替摆动两根粗重的绳子，训练者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳子使绳子振动起来，研究发现战绳训练能将训练者的最大氧气摄入量增加50%，对训练者的心肺水平也是一个挑战。若以手的平衡位置为坐标原点，训练者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形如图所示，若右手抖动的频率是2Hz，下列说法正确的是（ ）
A．该时刻Q点的振动方向沿y轴负方向
B．该绳波传播速度为2m/s
C．再经过0.25s，Q点到达x轴上方对称位置
D．从该时刻开始计时，质点P的振动方程为y＝20sin（πt+π）cm
6．（4分）如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，下列说法正确的是（ ）
A．滤光片应置于单缝和双缝之间
B．拨杆的作用是为了调节缝的宽度
C．把单缝与双缝的距离增大，干涉条纹间距减小
D．把毛玻璃屏与双缝的距离增大，干涉条纹间距增大
7．（4分）如图所示，水平面上有一组平行但宽度不同的固定导轨，分界线PQ、MN位于水平面内且均与导轨垂直，PQ左侧导轨间距是右侧导轨间距的2倍。PQ左侧和MN右侧有方向垂直水平面、等大反向的匀强磁场，PQ和MN之间是距离d＝1m的无磁场区域。两根完全相同的导体棒CD、EF均平行PQ静止放置在导轨上，导体棒质量均为m＝0.2kg。给导体棒CD施加一水平向右、大小为F＝10N的恒力，当导体棒CD运动s＝0.5m时撤去恒力F，此时两导体棒的速度大小均为v1＝1m/s。已知导体棒CD运动到PQ前两导体棒的速度均已稳定。当导体棒EF的速度大小为v2＝0.2m/s时，导体棒CD刚好运动到NN并进入右侧磁场区域，整个过程中导体棒EF始终在MN的右侧导轨上运动，两导体棒始终与轨道接触良好且不会碰撞。除导体棒电阻外不计其他电阻，忽略一切摩擦，导轨足够长，取重力加速度g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．恒力F作用过程中，导体棒EF上产生的焦耳热为1.6J
B．撤去拉力F后，导体棒CD在左侧水平轨道上稳定速度的大小为0.5m/s
C．导体棒CD从PQ运动到MN过程中，导体棒EF位移的大小为1.3m
D．导体棒CD最终速度的大小为m/s
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
（多选）8．（5分）如图所示，将一质量为m的物块P置于一质量为M的物块Q上，一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端与物块Q相连。在弹性限度范围内，P和Q在光滑水平面上做最大振幅为A的往复运动（不计空气阻力），并保持相对静止。则下列说法正确的是（ ）
A．物块P和Q均做简谐运动
B．作用在物块Q上的最大静摩擦力为
C．轻质弹簧、物块P和Q组成的系统机械能不变
D．物块Q对P的静摩擦力始终对P做正功
（多选）9．（5分）如图所示，一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上的A、B两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。C是水面上的一点，A、B、C间的距离均为L，D、E为AC连线上的两点，已知AE＝CDL，D点为AC连线上距C点最近的振动加强点，下列说法正确的是（ ）
A．波的传播速度为fL
B．E点也是振动加强点
C．改变振动频率，D点可能变为振动减弱点
D．改变振动频率，C点可能变为振动减弱点
（多选）10．（5分）我国霍尔推进器技术世界领先，其简化的工作原理如图所示，放电通道两端电极间存在一加速电场，该区域内有一与电场近似垂直的约束磁场（未画出）用于提高工作物质被电离的比例，工作时，工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子，再经电场加速喷出，形成推力，某次测试中，氙气被电离的比例为95%，氙离子喷射速度为1.6×104m/s，推进器产生的推力为80mN，已知氙离子的比荷为7.3×105C/kg；计算时，取氙离子的初速度为零，忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用，则（ ）
A．氙离子的加速电压约为175V
B．氙离子的加速电压约为700V
C．氙离子向外喷射形成的电流约为37A
D．每秒进入放电通道的氙气质量约为5.3×10﹣6kg
三、实验探究题（16分）
11．（6分）（1）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取0.25mL油酸，倒入标注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标格的正方形大小为2cm×2cm，由图可以估算出油膜的面积是 cm2（结果保留两位有效数字），由此估算出油酸分子的直径是 m（结果保留一位有效数字）。
（2）某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大。对于出现这种结果的原因，可能是由于 。
A．在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少记了2滴
B．计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
C．水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开
D．做实验之前油酸溶液搁置时间过长
12．（8分）实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。
（1）下列最合理的装置是 。
（2）为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的是 。
A．测量摆长时，应测量水平拉直后的摆线长
B．在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动
C．在摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大
D．测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时
（3）某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。由于没有合适的摆球，于是他找到了一块鸡蛋大小、外形不规则的大理石块代替小球进行实验。如图1所示，实验过程中他先将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点。然后利用刻度尺测出OM间细线的长度l作为摆长，利用手机的秒表功能测出石块做简谐运动的周期T。在测出几组不同摆长l对应的周期T的数值后，他作出的T2﹣l图像如图2所示。
①该图像的斜率为 。
A．g
B．
C．
D．
②由此得出重力加速度的测量值为 m/s2。（π取3.14，计算结果保留三位有效数字）
四、计算题（43分，13题12分，14题13分，15题18分）
13．（12分）如图，一个半径为R的玻璃球，O点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ＝30°，光在真空中的传播速度为c。求：
（ⅰ）玻璃的折射率；
（ⅱ）从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。
14．（13分）波源位于原点O的简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻振源开始起振，t′＝1.0s时波刚好传播到P点，此时波形图如图，P点的平衡位置为xP＝1.2m，Q点的平衡位置为xQ＝3.0m，此后再经过时间Δt，质点质点Q第一次出现在波峰位置。求：
（1）该列波的传播速度大小v和周期T；
（2）Δt时间内，质点P通过的路程s。
（3）写出振源的振动方程。
15．（18分）如图，质量m1＝1kg的木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数k＝20N/m的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量m2＝4kg的小物块以水平向右的速度滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系为Ep。取重力加速度g＝10m/s2，结果可用根式表示。
（1）求木板刚接触弹簧时速度v1的大小及木板运动前右端距弹簧左端的距离x1。
（2）求木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量x2及此时木板速度v2的大小。
（3）已知木板向右运动的速度从v2减小到0所用时间为t0。求木板从速度为v2时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，系统因摩擦转化的内能ΔU（用t0表示）。
2023-2024学年四川省泸州市龙马潭区高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．当分子间的距离r＜r0时，分子间的作用力表现为引力
C．扩散现象可以作为物质分子永不停息地做无规则运动的证据
D．甲比乙温度高，则甲的所有分子都会比乙的所有分子速率大
【答案】C
2．（4分）卢瑟福通过对α粒子散射实验的结果分析，提出的理论是（ ）
A．原子的核式结构模型
B．电子是原子的组成部分
C．原子核由质子和中子组成
D．电子在不同的轨道运动时，原子具有不同的能量
【答案】A
3．（4分）下表给出了四种放射性同位素的辐射线和半衰期。
在医疗技术中，常用放射线治疗肿瘤，其放射线必须满足：①具有较强的穿透能力，以辐射到体内的肿瘤处；②在较长时间内具有相对稳定的辐射强度。为此所选择的放射源应为（ ）
A．钋210B．锝99C．钴60D．锶90
【答案】C
4．（4分）如图所示，单摆在竖直平面内的A、C之间做简谐运动，O点为单摆的固定悬点，B点为运动中的最低位置，则下列说法正确的是（ ）
A．摆球在B点时，动能最大，回复力最大
B．摆球由A点向B点摆动过程中，细线拉力增大，回复力增大
C．摆球在A点和C点时，速度为零，细线拉力最小，但回复力最大
D．摆球在B点时，重力势能最小，机械能最小
【答案】C
5．（4分）战绳训练需要训练者上下交替摆动两根粗重的绳子，训练者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳子使绳子振动起来，研究发现战绳训练能将训练者的最大氧气摄入量增加50%，对训练者的心肺水平也是一个挑战。若以手的平衡位置为坐标原点，训练者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形如图所示，若右手抖动的频率是2Hz，下列说法正确的是（ ）
A．该时刻Q点的振动方向沿y轴负方向
B．该绳波传播速度为2m/s
C．再经过0.25s，Q点到达x轴上方对称位置
D．从该时刻开始计时，质点P的振动方程为y＝20sin（πt+π）cm
【答案】C
6．（4分）如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，下列说法正确的是（ ）
A．滤光片应置于单缝和双缝之间
B．拨杆的作用是为了调节缝的宽度
C．把单缝与双缝的距离增大，干涉条纹间距减小
D．把毛玻璃屏与双缝的距离增大，干涉条纹间距增大
【答案】D
7．（4分）如图所示，水平面上有一组平行但宽度不同的固定导轨，分界线PQ、MN位于水平面内且均与导轨垂直，PQ左侧导轨间距是右侧导轨间距的2倍。PQ左侧和MN右侧有方向垂直水平面、等大反向的匀强磁场，PQ和MN之间是距离d＝1m的无磁场区域。两根完全相同的导体棒CD、EF均平行PQ静止放置在导轨上，导体棒质量均为m＝0.2kg。给导体棒CD施加一水平向右、大小为F＝10N的恒力，当导体棒CD运动s＝0.5m时撤去恒力F，此时两导体棒的速度大小均为v1＝1m/s。已知导体棒CD运动到PQ前两导体棒的速度均已稳定。当导体棒EF的速度大小为v2＝0.2m/s时，导体棒CD刚好运动到NN并进入右侧磁场区域，整个过程中导体棒EF始终在MN的右侧导轨上运动，两导体棒始终与轨道接触良好且不会碰撞。除导体棒电阻外不计其他电阻，忽略一切摩擦，导轨足够长，取重力加速度g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．恒力F作用过程中，导体棒EF上产生的焦耳热为1.6J
B．撤去拉力F后，导体棒CD在左侧水平轨道上稳定速度的大小为0.5m/s
C．导体棒CD从PQ运动到MN过程中，导体棒EF位移的大小为1.3m
D．导体棒CD最终速度的大小为m/s
【答案】A
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
（多选）8．（5分）如图所示，将一质量为m的物块P置于一质量为M的物块Q上，一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端与物块Q相连。在弹性限度范围内，P和Q在光滑水平面上做最大振幅为A的往复运动（不计空气阻力），并保持相对静止。则下列说法正确的是（ ）
A．物块P和Q均做简谐运动
B．作用在物块Q上的最大静摩擦力为
C．轻质弹簧、物块P和Q组成的系统机械能不变
D．物块Q对P的静摩擦力始终对P做正功
【答案】ABC
（多选）9．（5分）如图所示，一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上的A、B两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。C是水面上的一点，A、B、C间的距离均为L，D、E为AC连线上的两点，已知AE＝CDL，D点为AC连线上距C点最近的振动加强点，下列说法正确的是（ ）
A．波的传播速度为fL
B．E点也是振动加强点
C．改变振动频率，D点可能变为振动减弱点
D．改变振动频率，C点可能变为振动减弱点
【答案】ABC
（多选）10．（5分）我国霍尔推进器技术世界领先，其简化的工作原理如图所示，放电通道两端电极间存在一加速电场，该区域内有一与电场近似垂直的约束磁场（未画出）用于提高工作物质被电离的比例，工作时，工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子，再经电场加速喷出，形成推力，某次测试中，氙气被电离的比例为95%，氙离子喷射速度为1.6×104m/s，推进器产生的推力为80mN，已知氙离子的比荷为7.3×105C/kg；计算时，取氙离子的初速度为零，忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用，则（ ）
A．氙离子的加速电压约为175V
B．氙离子的加速电压约为700V
C．氙离子向外喷射形成的电流约为37A
D．每秒进入放电通道的氙气质量约为5.3×10﹣6kg
【答案】AD
三、实验探究题（16分）
11．（6分）（1）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取0.25mL油酸，倒入标注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标格的正方形大小为2cm×2cm，由图可以估算出油膜的面积是 2.4×102 cm2（结果保留两位有效数字），由此估算出油酸分子的直径是 8×10﹣10 m（结果保留一位有效数字）。
（2）某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大。对于出现这种结果的原因，可能是由于 AC 。
A．在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少记了2滴
B．计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
C．水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开
D．做实验之前油酸溶液搁置时间过长
【答案】（1）2.4×102，8×10﹣10；（2）AC。
12．（8分）实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。
（1）下列最合理的装置是 D 。
（2）为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的是 BC 。
A．测量摆长时，应测量水平拉直后的摆线长
B．在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动
C．在摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大
D．测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时
（3）某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。由于没有合适的摆球，于是他找到了一块鸡蛋大小、外形不规则的大理石块代替小球进行实验。如图1所示，实验过程中他先将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点。然后利用刻度尺测出OM间细线的长度l作为摆长，利用手机的秒表功能测出石块做简谐运动的周期T。在测出几组不同摆长l对应的周期T的数值后，他作出的T2﹣l图像如图2所示。
①该图像的斜率为 C 。
A．g
B．
C．
D．
②由此得出重力加速度的测量值为 9.86 m/s2。（π取3.14，计算结果保留三位有效数字）
【答案】见试题解答内容
四、计算题（43分，13题12分，14题13分，15题18分）
13．（12分）如图，一个半径为R的玻璃球，O点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ＝30°，光在真空中的传播速度为c。求：
（ⅰ）玻璃的折射率；
（ⅱ）从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。
【答案】（i）玻璃的折射率为；
（ii）从S发出的光线经3次全反射回到S点的最短时间为。
14．（13分）波源位于原点O的简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻振源开始起振，t′＝1.0s时波刚好传播到P点，此时波形图如图，P点的平衡位置为xP＝1.2m，Q点的平衡位置为xQ＝3.0m，此后再经过时间Δt，质点质点Q第一次出现在波峰位置。求：
（1）该列波的传播速度大小v和周期T；
（2）Δt时间内，质点P通过的路程s。
（3）写出振源的振动方程。
【答案】（1）该列波的传播速度大小v为1.2m/s，周期T为s；
（2）Δt时间内，质点P通过的路程s为0.8m；
（3）振源的振动方程为y＝8sin（3πt）cm。
15．（18分）如图，质量m1＝1kg的木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数k＝20N/m的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量m2＝4kg的小物块以水平向右的速度滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系为Ep。取重力加速度g＝10m/s2，结果可用根式表示。
（1）求木板刚接触弹簧时速度v1的大小及木板运动前右端距弹簧左端的距离x1。
（2）求木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量x2及此时木板速度v2的大小。
（3）已知木板向右运动的速度从v2减小到0所用时间为t0。求木板从速度为v2时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，系统因摩擦转化的内能ΔU（用t0表示）。
【答案】见试题解答内容
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钋210
锝99
钴60
锶90
辐射线
α
γ
γ
β
半衰期
138天
6小时
5年
28年
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
C
A
C
C
C
D
A
同位素
钋210
锝99
钴60
锶90
辐射线
α
γ
γ
β
半衰期
138天
6小时
5年
28年